淺議電力系統(tǒng)無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)

（牡丹江電力電容器有限責(zé)任公司，黑龍江 牡丹江 157011）

1 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)淖饔?/h2>

首先，可以將功率因數(shù)合理的完善，并且能夠降低電費(fèi)有國(guó)家相關(guān)單位出臺(tái)的關(guān)于功率因數(shù)整改來(lái)降低電費(fèi)的措施中，明確的指出了三種標(biāo)準(zhǔn)值，能夠合理的降低費(fèi)用。

第一，使用高壓的單位 ，其因數(shù)應(yīng)該高于零點(diǎn)九。

第二，使用低壓的單位，其因數(shù)應(yīng)該高壓零點(diǎn)八五。

第三，使用低壓的農(nóng)業(yè)單位，其因數(shù)應(yīng)該高于零點(diǎn)八。

2 減輕損耗現(xiàn)象

適當(dāng)?shù)膶⒁蛩卦黾?，可以降低線損問(wèn)題，并且能夠降低對(duì)變壓器的危害。

設(shè)R 為線路電阻,ΔP1 為原線路損耗,ΔP2 是因數(shù)增加之后的線損值，此時(shí)線損就相應(yīng)的降低了

較之于原有的損失降低的值數(shù)為

式 中 ,I1=P/(3 U1cosφ1),I2=P/(3 U2cosφ2)補(bǔ)償后,由于功率因數(shù)提高,U2>U1,為了確保放方便開(kāi)展探索，我們可以假設(shè)U2 和U1 是相等的,則

當(dāng)功率因數(shù)從0.8 提高至0.9 時(shí),經(jīng)由以上的模式計(jì)算可知，有功損耗將會(huì)下降大約百分之二十一。在輸送功率P=3UIcosφ不變情況下,cosφ提高,I 相對(duì)降低,設(shè)I1 為補(bǔ)償前變壓器的電流,I2 為補(bǔ)償后變壓器的電流,銅耗分別為ΔP1,ΔP2;銅耗與電流的平方成正比,即

ΔP1/ΔP2=I22/I12

由于 P1=P2,認(rèn)為 U2≈U1 時(shí),即

I2/I1=cosφ1/cosφ2

通過(guò)上述的分析，我們可以明白將因數(shù)從零點(diǎn)八增加到零點(diǎn)九的時(shí)候，損耗等于原有的百分之八十。

3 降低了壓降問(wèn)題

因?yàn)榫€路在傳送時(shí)的電流降低了，體系的線路電損就隨之降低，對(duì)于維護(hù)電壓平衡有非常大的幫助，而且還對(duì)大型的電機(jī)啟動(dòng)有很大的幫助。

4 當(dāng)前形勢(shì)下無(wú)功補(bǔ)償面臨的問(wèn)題

由于受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，我國(guó)的電力單位也加快了前進(jìn)的腳步，尤其是對(duì)電網(wǎng)項(xiàng)目的建設(shè)工作更是開(kāi)展的如火如荼，由于負(fù)荷持續(xù)上升使得對(duì)無(wú)功的需要也隨之出現(xiàn)了大范圍的增加，同時(shí)使得無(wú)功功率出現(xiàn)了無(wú)法均衡的狀態(tài)，使得該功率持續(xù)出現(xiàn)。當(dāng)前形勢(shì)喜愛(ài)，國(guó)家的無(wú)功補(bǔ)償通常有下面的一些形式。

4.1 同步調(diào)相機(jī):該設(shè)備時(shí)我們?cè)谝郧伴_(kāi)展無(wú)功補(bǔ)償工作時(shí)最常用的，它有一定的優(yōu)缺點(diǎn)，比如能夠開(kāi)展動(dòng)態(tài)補(bǔ)償活動(dòng)，不過(guò)缺點(diǎn)是相應(yīng)的速度不是很快，而且維護(hù)不方便，已經(jīng)不常采用了。

4.2 并補(bǔ)裝置:該設(shè)備時(shí)使用頻率以及領(lǐng)域最廣的一項(xiàng)設(shè)備了，不過(guò)該補(bǔ)償進(jìn)行的只是固定形式的，雖然 采用電容分組投切相比固定電容器補(bǔ)償方式能更有效適應(yīng)負(fù)載無(wú)功的動(dòng)態(tài)變化,但是電容器補(bǔ)償方式仍然屬于一種有級(jí)的無(wú)功調(diào)節(jié)。

4.3 并聯(lián)電抗器:目前所用電抗器的容量是固定的,除吸收系統(tǒng)容性負(fù)荷外,可以起到降低過(guò)電壓的作用。

通過(guò)上面的敘述，我們得知這三種設(shè)備在補(bǔ)償工作中都具有一些優(yōu)勢(shì)，不過(guò)在具體的工作中也有很多的缺陷問(wèn)題存在。

首先，補(bǔ)償措施上的缺陷。當(dāng)前一些單位開(kāi)展的是一種就地的補(bǔ)償措施，不關(guān)注對(duì)體系的無(wú)功的輸送，也就是說(shuō)重點(diǎn)是對(duì)功率因素進(jìn)行補(bǔ)償，而并非減輕損耗。

其次，出現(xiàn)諧波。雖然電容器本身可以抵御諧波，不過(guò)當(dāng)諧波的量飛鏟多的時(shí)候，就會(huì)影響到設(shè)備的正常使用，而且能夠降低其使用年限，嚴(yán)重的還有可能導(dǎo)致設(shè)備在短期內(nèi)出現(xiàn)損壞問(wèn)題，而且因?yàn)殡娙萜髟谝欢ǔ潭壬蠒?huì)將諧波增加，所以會(huì)加大諧波的干擾現(xiàn)象。

第三，無(wú)功倒送問(wèn)題。這種問(wèn)題在體系中是嚴(yán)厲禁止的，尤其是當(dāng)負(fù)載較小的時(shí)候，它會(huì)導(dǎo)致電壓不合理的提升。

第四，電壓調(diào)節(jié)方式的補(bǔ)償設(shè)備帶來(lái)的問(wèn)題:有些無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備是依據(jù)電壓來(lái)確定無(wú)功投切量的,通常無(wú)功量變會(huì)導(dǎo)致電壓不穩(wěn)，不過(guò)電壓情況是通過(guò)體系狀態(tài)來(lái)決定的，因此就常會(huì)發(fā)生少補(bǔ)或者是多補(bǔ)的情況。

5 無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

第一、基于智能控制策略的晶閘管投切電容器(TSC)補(bǔ)償裝置

將微處理器用于TSC,可以完成復(fù)雜的檢測(cè)和控制任務(wù),從而使動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率成為可能?；谥悄芸刂撇呗缘腡SC補(bǔ)償裝置的核心部件是控制器,由它完成無(wú)功功率(功率因數(shù))的測(cè)量及分析,進(jìn)而控制無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的投切,同時(shí)還可完成過(guò)壓、欠壓、功率因數(shù)等參數(shù)的存貯和顯示。

第二、靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)

靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)又稱靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM),是采用GTO 構(gòu)成的自換相變流器,通過(guò)電壓電源逆變技術(shù)提供超前和滯后的無(wú)功,進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償,若控制方法得當(dāng),SVG 在補(bǔ)償無(wú)功功率的同時(shí)還可以對(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償。其調(diào)節(jié)速度更快且不需要大容量的電容、電感等儲(chǔ)能元件,諧波含量小,同容量占地面積小,在系統(tǒng)欠壓條件下無(wú)功調(diào)節(jié)能力強(qiáng),是新一代無(wú)功補(bǔ)償裝置的代表,有很大的發(fā)展前途。

第三、電力有源濾波器

電力有源濾波器是運(yùn)用瞬時(shí)濾波形成技術(shù),對(duì)包含諧波和無(wú)功分量的非正弦波進(jìn)行"矯正"。因此,電力有源濾波器有很快的響應(yīng)速度,對(duì)變化的諧波和無(wú)功功率都能實(shí)施動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,并且其補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗參數(shù)影響較小。

電力有源濾波器的交流電路分為電壓型和電流型。目前實(shí)用的裝置90%以上為電壓型。從與補(bǔ)償對(duì)象的連接方式來(lái)看,電力有源濾波器可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型。

因?yàn)殪o止無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備具有非常好的性能，而且價(jià)格也很適中，所以得到較為廣泛的使用。不過(guò)對(duì)于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)還是需要很好的發(fā)展的。從目前情況來(lái)看，國(guó)家對(duì)于上述的設(shè)備仍在處于不斷的探索時(shí)期，探索的關(guān)鍵是控制方式，希望通過(guò)人工智能來(lái)將此設(shè)備的性能提升。伴隨先進(jìn)的電子器工藝的出現(xiàn)，將來(lái)的功率設(shè)備的容量會(huì)合理的提升，需要通過(guò)有源濾波設(shè)備來(lái)合理的抵御諧波現(xiàn)象，并且要合理的利用柔性交流輸電工藝開(kāi)展無(wú)功補(bǔ)償活動(dòng)，將會(huì)是未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間的自動(dòng)化體系的前進(jìn)趨勢(shì)。

[1]劉鵬，滕云，趙學(xué)強(qiáng).電力系統(tǒng)無(wú)功功率的補(bǔ)償[J].華東電力，2002-12-24.

[2]趙谷泉.電力系統(tǒng)無(wú)功功率的平衡及補(bǔ)償[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，1997-05-15.